Bauwerke sicher verankern mittels Zugankern

Zuganker sind eine bewährte Lösung, wenn es um die Absicherung von Bauwerken im Spezialtiefbau geht. Erstklassiges Material, spezielles Gerät und bestens geschultes und erfahrenes Personal sind für den hochwertigen Einbau erforderlich. Zuganker stellen in vielen Einsatzbereichen die wirtschaftlichste und technisch beste Lösung dar - sicher für die gesamte Einsatzzeit.

Einsatzbereiche

Bauwerke sicher verankern mittels ZugankernAnker sichern im Spezialtiefbau Bauwerke und Baugrubenwände ab. Letztere bestehen aus Schlitzwänden, Spundwänden, Bohrpfahlwänden oder auch Trägerbohlwänden. Zahlreiche Ankertypen sind im Gebrauch.

Zuganker bezeichnet man im Spezialtiefbau als Verpressanker und unterscheidet zwischen Daueranker für permanenten Einsatz und Kurzzeitanker für temporäre Verwendung. Im Regelfall beläuft sich die maximal zulässige Nutzungszeit bei temporären Ankern auf 2 Jahre. Daueranker sind dagegen so ausgelegt, dass sie mindestens eine Nutzungsdauer von 100 Jahren aufweisen. Der primäre Unterschied in der Ausführung ist dabei die Dauerhaftigkeit des Korrosionsschutzes beim Daueranker. Ist der Einsatz sicherheitsrelevant, so ist eine fortwährende Überwachung der Kraft im Zugglied erforderlich. Dies erreicht man mithilfe von Messsystemen bei der Herstellung und im Rahmen der Pfahlprüfung.

Für Daueranker müssen als Voraussetzung für die Herstellung auf der Baustelle Maßnahmen gesetzt werden, um den Korrosionsschutz des gesamten Ankersystems sicherzustellen. Einerseits muss für das freie Stahlende bis zum Aufbringen der Ankerkopfkonstruktion Schutz vor Korrosion gegeben sein. Andererseits muss eine entsprechende Korrosionsschutzmasse den Hohlraum zwischen Ankerplatte und Stahlzugglied vollständig ausfüllen.

Das Einsatzspektrum für Verpressanker nach DIN EN 1537 ist sehr breit:

  • Anwendung beim Innerstädtischen Bauen
  • Sichern von Bodenplatten gegen Auftrieb durch Grundwasser
  • Absicherung von Felsen und Hängen
  • Verwendung im Dammbau
  • Im Verkehrswegebau zur Sicherung von verbreiterten Hangstraßen und Bahndämmen sowie für Schallschutzwände
  • Im Spezialtiefbau zur rückwärtigen Abstützung bei der Baugrubensicherung
  • Nutzung für Rückverankerungen
  • Sichern von Bauzuständen - in der Regel kommt ein temporäres Ankersystem zum Einsatz
  • Einsatz zur Lagesicherung

Zu den wichtigsten geotechnisch und bauaufsichtlich zugelassenen Systemen auf dem Gebiet der Zuganker zählen:

  • Vollstabsysteme - Stabanker bestehen aus massiven Stahlstäben und sind mit einem Endlosgewinde ausgeführt. Sie weisen Durchmesser zwischen 18 und 63 mm auf. Beispiel für dieses System ist der GEWI-Einstabanker.
  • Rohrverpresspfahlsysteme - Dazu zählen unter anderem TITAN-Ankerpfähle.
  • Spanndrahtsysteme wie Litzenanker setzen sich aus mehreren Litzen - im Regelfall 3 bis 15 Stück - zusammen.

Vorteile von Zugankern

Zu den wichtigsten Vorteilen sind zu zählen:

  • Bedingt durch die Vorspannung verringert sich die Horizontalbewegung.
  • Zuganker können in allen Baugrundverhältnissen hergestellt werden.
  • Bei der Baugrubenumschließung ist eine entsprechende Einsparung in der Dimensionierung möglich.
  • Störende Aussteifungen sind nicht nötig und fallen weg.

Vollstabsysteme, wie beispielsweise der GEWI-Einstabanker, sind in der Regel sehr flexibel verarbeitbar - ein entscheidender Vorteil im Spezialtiefbau. So ist eine Längenanpassung problemlos direkt auf der Baustelle möglich. Der Anker ist über die gesamte Länge mit einem Gewinde ausgestattet. Ein Gewindeschneiden auf der Baustelle erübrigt sich damit. Die Anker sind schlank konzipiert und benötigen nur kleine Bohrlöcher sowie wenig Platz auf der Baustelle.

Man stellt Rohrverpresspfahlsysteme wie den TITAN-Ankerpfahl in einem Verfahren her, bei dem direkt gebohrt und gleichzeitig mit Zementsuspension gespült beziehungsweise verpresst wird. Dadurch kommt es gegenüber einer Verrohrung zu einer formschlüssigen Verzahnung von Verpresskörper und Boden. Der sich ergebende Scherverbund erlaubt es höhere Tragfähigkeiten zu erreichen und Setzungen weitestgehend zu reduzieren. Arbeitsschritte, wie das Einführen des Stahlzuggliedes und das Ziehen der Verrohrung entfallen. In weichen Böden kann das Bohrrohr eingespart werden, da man als Bohrspülung Stützflüssigkeit verwendet. Damit ist es möglich, die Einbauleistung gegenüber der verrohrten Bohrung um den Faktor 2 bis 3 zu erhöhen. TITAN-Ankerpfähle können so eine gleichwertige und preiswerte Alternative zu vorgespannten Dauerankern nach DIN EN 1537 sein. Es ist dabei notwendig, das Lasteinleitungsbild entsprechend zu berücksichtigen.

Nachteile von Zugankern

Zuganker sind speziell, wenn sie als temporäre Anker eingesetzt werden, bedingt durch ihr Verankerungssystem relativ teuer. Seitens der Bohrmannschaft ist für den Einbau ein hohes Maß an Fachkenntnis und Zuverlässigkeit erforderlich. Falls nur eine geringe Arbeitshöhe zur Verfügung steht, kann sich dies auf die Einbauleistung negativ auswirken.

Aspekte der Tragfähigkeit und Wirtschaftlichkeit begrenzen die Anwendungsgebiete für Zuganker im Spezialtiefbau. Die Art des anstehenden Baugrundes sowie die Größe des Tragglieds sind relevant.

Funktionsprinzip

Der Verpressanker bringt die Zugkraft auf eine tragfähige Schicht im Baugrund auf. Dabei setzt sich ein vorgespannter Anker am Beispiel eines Stabankers aus drei Hauptkomponenten zusammen:

  • Krafteintragungslänge: Im Bohrloch ist an einem Ende das Zugglied durch eingepressten Zementmörtel, dem Verpresskörper, über die Krafteintragungslänge im Baugrund verankert.
  • Freie Ankerlänge: Ein Hüllschlauch entkoppelt den Stab und die Bohrlochverfüllung voneinander. Damit kann sich der Stab ungehindert in der freien Länge dehnen. Das Aufbringen der Vorspannung auf die Ankerkonstruktion wird so ermöglicht.
  • Ankerkopf: Das Einbauelement wird über den Ankerkopf vorgespannt. Dabei überträgt der Ankerkopf die Ankerkraft auf die zu verankernde Struktur.

Für die Nutzung im Spezialtiefbau bohrt man zunächst im Regelfall in den Untergrund. Es kann notwendig sein, die Bohrung durch ein Rohr auszukleiden. Anschließend wird der Stab eingeführt und im nächsten Schritt Zementmörtel injiziert. Gleichzeitig zieht man das Bohrrohr.

Pfahlprüfung

Die Pfahlprüfung ist für die dauerhafte Gewährleistung der Sicherheit ein unverzichtbarer Bestandteil, da Böden und Felsen oft unberechenbar sein können.

Ist der Verpressmörtel ausreichend erhärtet, unterzieht man die Zuganker im Spezialtiefbau in der Regel einer Abnahmeprüfung. Dies erfolgt im Rahmen einer Pfahlprüfung, bei der es über ein Spann- und Prüfsystem möglich ist, die jeweilige Krafteinbringung zu kontrollieren. In Deutschland ist das Verfahren in der DIN EN 1537 technisch genormt.

Bei der Pfahlprüfung ermittelt man einerseits die äußere Tragfähigkeit. Beim GEWI-Einstabanker findet beispielsweise die Abnahmeprüfung für die ordnungsgemäße Herstellung des Bauteils bei allen Ankern statt. Die Eignungsprüfung erfolgt andererseits an mindestens 3 Ankern.

Für die Durchführung der Eignungsprüfung wird zwischen Dauer- und Temporärbauwerk unterschieden. Die Pfahlprüfung hat bei Dauerankern besondere Bedeutung: Mit Korrosionsmessung, Dauerkraftmessung und Spontankraftmessung legt man auf die Erhaltung der Funktion spezifisch Augenmerk.

Fazit

Zuganker zeichnen sich durch flexible Verarbeitbarkeit aus und sind eine hochqualitative und bewährte Lösung für viele Einsatzbereiche im Spezialtiefbau. Beste Materialqualität sowie Personal mit viel Know-how und Erfahrung sind erforderlich. In Verbindung mit einer durchgängigen Pfahlprüfung sowie einer entsprechenden Qualitätssicherung bei der Herstellung ist so die Sicherheit für die gesamte Einsatzdauer garantiert.